Γιατί τα υλικά που συνδέονται ομοιογενείς λιγότερο πυκνότερα από τα ιοντικά και μεταλλικά υλικά;

Δεν είναι απολύτως ακριβές να πούμε ότι τα ομοιοπολικά υλικά είναι πάντα * λιγότερο πυκνά από ιοντικά ή μεταλλικά υλικά. Ενώ είναι μια κοινή τάση, υπάρχουν εξαιρέσεις και η πυκνότητα επηρεάζεται από πολλαπλούς παράγοντες. Ας σπάσουμε γιατί τα ομοιοπολικά υλικά έχουν συχνά χαμηλότερες πυκνότητες:

1. Συγκεντρωτική φύση και ενδοατομική απόσταση:

* ομοιοπολικοί δεσμοί: Αυτοί είναι ισχυροί, κατευθυντικοί δεσμοί που περιλαμβάνουν την ανταλλαγή ηλεκτρονίων μεταξύ των ατόμων. Συνήθως οδηγούν σε μικρότερες, σφιχτά συσκευασμένες δομές όπως διαμάντια ή πυρίτιο.

* Ιονικά ομόλογα: Αυτά περιλαμβάνουν την ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ των αντίθετα φορτισμένων ιόντων, οδηγώντας σε μια πιο ανοιχτή, λιγότερο σφιχτά συσκευασμένη δομή.

* Μεταλλικοί δεσμοί: Πρόκειται για μη κατευθυντικά ομόλογα που περιλαμβάνουν απομακρυσμένα ηλεκτρόνια, τα οποία συγκρατούν τα μεταλλικά ιόντα μαζί. Συχνά οδηγούν σε στενή συσκευασία ατόμων.

2. Απόδοση συσκευασίας:

* ομοιοπολικά υλικά: Πολλά ομοιοπολικά υλικά έχουν σχετικά χαμηλή απόδοση συσκευασίας. Αυτό σημαίνει ότι τα άτομα δεν συσκευάζονται μαζί όσο πιο σφιχτά μπορούσαν. Αυτό οφείλεται συχνά στην κατευθυντική φύση των δεσμών, γεγονός που περιορίζει τον τρόπο με τον οποίο τα άτομα μπορούν να οργανώσουν τον εαυτό τους.

* Ιονικά υλικά: Αυτά τα υλικά συχνά υιοθετούν κρυσταλλικές δομές που μεγιστοποιούν την έλξη μεταξύ των ιόντων. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε σχετικά υψηλή απόδοση συσκευασίας, ειδικά όταν τα ιόντα έχουν παρόμοια μεγέθη.

* Μεταλλικά Υλικά: Τα μέταλλα τείνουν να έχουν υψηλή απόδοση συσκευασίας λόγω της μη κατευθυνόμενης σύνδεσης τους, η οποία επιτρέπει τη στενή συσκευασία των ατόμων.

3. Εξαιρέσεις:

* Diamond έναντι χλωριούχου νατρίου: Το Diamond είναι ένα ομοιοπολικό υλικό με εξαιρετικά υψηλή πυκνότητα (3,52 g/cm3) λόγω της εξαιρετικά ισχυρής και άκαμπτης δομής του. Το χλωριούχο νάτριο (NaCl), μια ιοντική ένωση, έχει πυκνότητα 2,16 g/cm3.

* Πολυμερή: Πολλά πολυμερή είναι ομοιοπολικά υλικά με χαμηλές πυκνότητες επειδή συχνά έχουν μακρές, ευέλικτες αλυσίδες με μεγάλες ποσότητες κενού χώρου.

Συνοπτικά:

Ενώ τα ομοιοπολικά υλικά έχουν συχνά χαμηλότερες πυκνότητες από ιοντικά ή μεταλλικά υλικά, αυτό δεν είναι ένας σκληρός και γρήγορος κανόνας. Η πυκνότητα επηρεάζεται από τον τύπο σύνδεσης, την αποτελεσματικότητα της συσκευασίας των ατόμων και τη συνολική δομή του υλικού.